Способ выплавки углеродистого феррохрома

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке углеродистого феррохрома с содержанием углерода ниже 80% и серы ниже 0,06%. Целью изобретения является повышение качества за счет одновременного снижения содержания углерода, серы и повышение плотности феррохрома. Предложено предварительно определять соотношение MGO/AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> в смеси шпинелей руды, а путем присадки глинозема или периклазсодержащих материалов поддерживать соотношение MGO/AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> при проплавлении шихты равным 0,95-1,05 этого соотношения в смеси шпинелей руды. За счет улучшения физико-химических свойств получаемого расплава и наведения "рудного слоя" по сравнению с известным способом содержание углерода снизилость на 1-2%, серы - на 0,02%, плотность повысиласть на 0,55 г/см<SP POS="POST">3</SP>. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1617028

А1 (g1)S С 22 С 33/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГИНТ СССР (21) 4392286/27-02 (22) 12.01,88 (46) 30.12.90. Бюл. Я- 48 (71) Днепропетровский металлургический институт и Актюбинский завод ферросплавов им. 50-летия Октябрьской революции (72) M.È. Гасик, Т.Б. Бакибеков, Г,A. Лазарев, Н„В, Новиков, Б.И.Сафронов, А.Б. Разин и С.H. Пинаев (53) 669.168(088.8) (56) Кадарметов Х.H. Ïðîèýâoäñòâî углеродистого феррохрома. Обзорная информация, .ин-т "Черметипформация".

Сер. Ферросплавное производство, Вып. 1, M, 1983, с. 3 11.

Авторское свидетельство СССР

У 968092, кл. С 22 С 33/04, 1981. (54) СПОСОБ ВЬШЛАВКИ УГЛЕРОДИСТОГО

ФЕРРОХРОМА (57) Изобретение относится к черной

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке углеродистого феррохрома с содержанием углерода ниже 8,0Х и серы ниже 0,06Х.

Цель изобретения — повышение качества за счет одновременного снижения содержания углерода, серы и повышение плотности феррохрома.

В отличие от известного способа предложено предварительно определять соотношение HgO/Àl Оэ в смеси шпинелей (хромшпинелиде) руды, а затем присадкой в ьжхту глинозема или периклазсодержащих флюсов подцерживать соотношение MgO/А1 0э в шлаке равным металлургии, конкретно к выплавке углеродистого феррохрома с содержанием углерода ниже 80Х и серы ниже

0,06Х. Цель изобретения - повышение качества за счет одновременного снижения содержания углерода, серы и повышение плотности феррохрома. Предложено предварительно определять соотношение И80/А1 О в смеси шпинелей руды, а путем присадки глинозема или периклаэсодержащих материалов поддерживать соотношение Ияо/А1 0 при проплавлении шихты равным 0,95-1,05 этого соотношения в смеси шпинелей руды.

За счет улучшения физико-химических свойств получаемого расплава и наведения "рудного слоя" по сравнению с известным способом содержание углерода снизилось на 1-2Х., серы — на 0,02Х> плотность повысилась на 0,55 г/смз .

1 ил., 1 табл.

0,95-1,05 этого соотношения в смеси шпинелей проплавляемой руды.

На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа.

Смеси шпинелей (хромшпинелицы), выделенные из хромовой руды, близки по составу, породообраэукщие минералы резко отличаются,Это связано с тем, что при плавлении магнеэиальных руд шпинели образуют с серпентином легко- Й. плавкую эвтектику с т,пл. 1720 С, что показано на чертеже, где составу серпентина отвечает состав форстерита

2 HgO SiO, а шлакообразующим окислам хромшпинелида — состав алюмомагне.и1617028 альной шпинели И@0 Аl О, Сечение

2_#_gO SiO - HgO"А1 0 представляет простую эвтектическую систему (Т@

1730 С) с неограниченной растворимо5 стью компонентов в жидком состоянии.

Следовательно, при электроплавке хро, мовых магнезиальных руб образуется гомогенный расплав (поз.1) и отсут-! ствуют твердые частицы хроьаппинелида, 0 а отсюда и рафинирующкй "рудный слой".

При плавлении руд,. не образующих легкоплавкие эвтектики между составляю циьш (поз, 2), создаются благоприятные условия для формирования на гра-15

1. нице раздела шлак — металл "рудного

0 ! спая" из тугаплавких (Тп = 2000 С} зерен хромшпинелида, способствующего обезуглероживанию. капель феррохрома.

Следовательно, для получения Ферро-20 хрома с минимально возможным содержанием углерода необходимо навести "рудный слой" путем предотвращения растворения хромшпинелида хромовой руды серпентином последнего. Это достигает-25 ся вводом в шихту глиноземсодержащих материалов, так как серпантин образует эвтектику, насыщаясь в основном оксидом алюминия (поз 3), причем насьпцение идет до достижения равенства весовых соотношений HgO/À1 0 в серпентине и хромшпинелиде. Выполнение данного условия способствует равновесию шлакового расплава с хромшпинелидом, а последнее, будучи значительно тугоплавким и обладая повышенным удельньп весом (4,5 г/см ), аседаетр образуя на границе раздела шпак — металл рафинирующий рудный слои" .

Основными .серосодержащими состав". ляющими шихты углеродистого феррохрома являются кокс и вмещающая порода хромовой руды, и в случае образования

"рудного слоя" из зерен храмшпинелида снижается взаимодействие рудного тела с серосодержащими материалами, что приводит к снижению серы в феррохроме.

При образовании гомогенного шлакового расплава зарождение газовой Фазы в феррохроме состава моносксида углерода по реакции

55 становится невозможным вследствие значительного ферростатического давления, и реакция (1) протекает при выпуске

Рв излож|пще„поскольку металл быстра стынет и газовые пузыри остаются в теле слитка, придавая Феррохрому пористую структуру, снижая удельный вес сплава.

Наведение "рудного слоя" способствует протеканию реакции (1) в ванне печи, так как твердые частицы хромшпинелида являются центрами зарождения газовой фазы,(CO), что приводит к раскислению металла и дополнительному снижению углерода в сплаве. Феррохром имеет плотную структуру, павьпдается удельный вес.

Содержание кремнезема в шлаке сле дует поддерживать (па чертежу) несколько вьппе линии бинарного сечения

2Ng0 SiOz — МяО Аl О вследствие то2 га, чта ниже этой линии выпадает свободный периклаз и повышается вязкость расплава. Со снижением отношения MgO/А1 0 в шлаке содержание SiO г надо уменьшать, а так как MgO/Аl Оз

2. 3 в хромшпинелиде колеблется в пределах 1,48-1,71, то кремнезем в шлаке необходимо поддерживать 2б-30Х, аслаки состава MgO/Аl О =1,4(-1, 71 и 2б-ЗОБ S iO z обладают низкой вя зкостью и повышенным -лектросопротивлением, что способствует глубокой посадке электродов, повышению температуры печи и, следовательно, интенсификации процесса, повышенно производительности печи и извлез-ен.ю хрома, так как не образуется гомогенного расплава серпентин — храмшпинелид.

В р -альных условиях электраплавки практически трудно добиться равенства ссатношения Ng и А1 О в шпаке и хромшпинелиде проплавляемай хромовой руды, Эта равенство колеблется в пределах погрешностей химического анализа проб и дозирсвания шихтовых материалов я составляет не б лее +5X чта следует учесть при реализации данного спссобао

В .качестве глиноземсодержащего материала ь. ибалее эффективен бокситовый агломерат, предатвращазлций вспенквание шлаков, обладающий хорошими механическими cHGHcTHGNH и Фракционным составом. Агломерат содержит, Е;

А1 0 58,8:, 1РeO 18, 6; SiOz 14,5; СаО

0.9, Mg0 Z 0, S 0,01b0, P 0,03.

Пример. Углеродистый феррохром выплавляют уг ;етерьыческим способом в рудовосстанавительнай печи мощностью 1б,5 г Зт, Ыихту, садержа1617028

30 х

ПлотГ ность металла g> г/см

Иааест

4 1аоа

33,46

34,15 зз,в

9,1 О ° 064

9,56 О ° 071

8,86 0,067

6,2В

6,24

6,39

5,65 2,65

4,79 2>70

6,24 2,58

70>6

70>1

69,3

16,53

16,22

16,47

250 40 — 43,79

43,01

42 ° 5

Прецлагаемь>й

I 1000

6,82

6,85

6,89

6,78

6,84

6,61

6,79

0,040

О,О4З

0>035

О,038

0 056

0,047

О,О4З

70,8

70,6

70 ° 9

69,7

69,92

70,06

7О,З

7,35

7,61

6,29

7,56

8,14

7,98

7,69

3 ° 11 1, 73

2,84 1,69

3>47 1,71

3,91 1,49

4,23 1,48

4,86 1,61

4,22 1,63

250 20 50 40,23

39,56

3В,З1

250 25 80 39,86

37,61

37,97

250 20 50 38,78

28,41

З1,0Z

28,34

26,15

28>9З

26,91

ЗО,11

23>1S

23,41

22,46

26,72

25,32

23,48

2З,8Z

z 10аа

З 1ООО щую хромовую руду, коксик, кварцит и бокситовый агломерат, непрерывно загружают на поверхность колошника и проплавляют, Феррохром и шлак вы5 пускают периодически (через 2, О-- .:

2,5 ч).

Весовое соотношение 11g0/AlzOа в смеси шпинелей, выделенных из пронлавленной хромовой руды, составляет 1,71. ð

В составе серпентина глинозем практически отсутствует, Необходимо навести шлаки с соотношением NgO/À1 0 =

1,71 и SiO - 28-307..

Для сравнительной оценки содержания углерода, серы и изменения плотности сплава выполнен ряд плавок с различным весовым соотношением HgO/

/А1 0р в шлаке. г Э

Состав шихты и результаты испытаний приведены в таблице, Наименьшее содержание углерода, серы и высокая плотность сплава наблюдается при NgO/À1 0 = 1,71, что соответствует этому соотношению в смеси шпинелей проплавляемой хромовой

DYÄ е

При И@0/А1 0 = 1,71 в шлаке содержание углерода в металле на 1,8Х ниже, чем при i g0/А1.20 =. 2,65, содержание серы снижается на 0,027,плотность сплава повышается на 0,55 г/смз.

Технический эффект от использования предлагаемого способа следующий: повышение качества углеродистого феррохрома по содержанию углерода, серы и удельному весу металла; использование рядовых магнезиальных хромовых руд; снижение расхода электроэнергии на базовую тонну феррохрома на 4-5Х; повышение производительности печи на 4"6Х, извлечения хрома на 1,5-2, 5X, Формула изобретения

Способ выплавки углеродистого феррохрома, включающий загрузку в печь хромовой руды совместно с углеродистым восстановителем, проплавление в присутствии флюса, выпуск металла и шлака в ковш, отличающийся тем, что, с целью повышения качества за счет одновременного снижения содержания углерода, серы и повышения плотности феррохрома. дополнительно определяют отношение оксида магния к оксиду алюминия в хромсодержащей части руды, а в качестве флюсов используют глинозем или периклаз, которые вводят в печь в количестве, обеспечивающем после проплавления соотношение оксида магния к оксиду алюминия, равное 0,95-1,05 от их отношения в хромсодержащей части руды.

1617028

I y I (Z 718

Составитель 0. Веретенников

Редактор И.Петрова Техред Л.Сердюкова Корректор N. лароши

Заказ 4099 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101